電子數據處理機

1952年,第一台大型計算機系統IBM 701宣布建造完成,它採用威廉管隨機存取作為主存儲器,容量為1024比特。這台機器被稱為“電子數據處理機”,此後,“電子數據處理”(EDP)被電子計算機產業界用來指稱計算機或計算機系統處理，也就是說用作計算機或計算機系統處理的機器被稱為電子數據處理機。

基本介紹

• 中文名：電子數據處理機
• 外文名：electronic data processing machine
• 用途：電子數據處理
• 適用領域：數據處理

電子數據處理機的特點

長期以來,人們從事數據處理都是手工操作,或者運用一些簡單的工具如算盤、手搖或電動計算機等。在一些專業統計部門,也有使用機械式的分類機、制表機等。在我國鐵路局的統計工廠中,過去都是使用手工進行貨票整理、劃號、穿核卡片和編表,然後用機械式的分類機、制表機對卡片進行分類和制表。由於貨運量大,報表種類多,並有一定的時間限制,因而使統計工作成為繁瑣、重複而又緊張的勞動。現在鐵路上採用了電子數據處理機,編制了貨運統計程式,進行了貨運統計,逐步代替了人的緊張勞動。又如每天18點的報表,制訂運輸計畫等工作都開始套用電子計算機來進行,愈來愈多地顯示出數據處理機的生命力。

由於數據處理與數值計算有質的區別,因而數據處理機有不同於通用數字計算機的特點。

第一,數據處理的原始數據量大,則數據處理機必須有夠的存儲容量來容納這些數據,也就是說要有足夠大的記憶體和足夠多數量的外存儲設備,即磁鼓、磁帶和磁碟的台數要多。

第二,數據處理機是採用十進制運算的,為什麼不採用二進制呢?因為十進制的數據送入機器後,若採用二進制則必須進行十化二及二化十的轉換工作,但在轉換過程中要損失精度,並且占用轉換的機器時間。另一方面就是數據處理的計算方法上沒有大量的疊代計算,不必按通用機的方式轉換,而是直接按原始數據加工就可以了。

第三,由於數據輸入輸出量大,必須有足夠寬的渠道來保證信息流動暢通無阻,所以要設定靈活的輸入輸出通道和多台輸入輸出設備。

在輸入輸出設備中,目前除採用紙帶和靈活的易於檢査修改的卡片輸入輸出設備外,還採用終端設備鍵盤輸入,至於輸出可採用多台寬行印表機。

由於數據的來源同主機的距離有遠有近,近則幾十公里,遠則上千公里。處理的結果也可能傳送到更遠的地方去,因此數據處理機要配有通信控制器和相當數量的終端設備。主機與終端設備之間是可以通過數傳機、載波機及通訊電纜等設備相連線。

第四,由於數據處理的對象是可變字長的字元行,因而數據處理機的中央處理機的特點是能對可變字長字元進行邏輯的和算術的運算。它不是著眼於二進制並行運算的速度,而是強調對字元的處理能力,通常對字元行採用串列處理方式；更不著眼於提高單條指令的運算速度,而是著重提高指令的功能,重點放在設計高效率的指令。這種單條指令的功能相當於通用數字機上幾條指令的功能或一個子程式的功能,這樣從整體上看仍然提高了機器綜合處理的速度。基於上述理由,在數據處理機中可變字長算術和邏輯操作多採用二地址指令。

第五,從程式語言來看,在通用數字計算機上多使用ALGOL語言及 FORTRAN語言,而在數據處理機上,由於處理方法及被處理對象不同所以多採用 COBOL語言,這種語言是一種通用商業語言( Common Business oriented Language)。在 COBOL程式中把數據組織成檔案,而檔案由若干記錄組成,每個記錄又由若干數據項組成,數據項由字元行組成,在本機系統中字元是最基本的單位。上述的項、記錄、檔案等名詞則是數據的結構,在數據處理系統中,原始數據必須按一定的形式來加以組織,這種組織形式就叫數據結構。數據按數據結構來組織就是為了便於存儲、提取、更新和檢索。

近年來由於數據管理技術上的進一步發展,提出資料庫的概念。所謂資料庫即是有關某方面的所有檔案的也是數據處理機在解決某一類問題時所可能使用到的數據的全體。用戶需要的可以隨時調用,而不必重新輸入已有的資料和程式。免去重編程式工作。對資料庫中的數據進行組織和管理的軟體稱為資料庫管理系統。資料庫信息存放於穿孔卡片、紙帶或磁帶、磁鼓及磁碟之中。這種技術就是建立永久性的數據檔案,備有一套對於檔案進行檢查、校正、刪改及更新的措施,並可靈活地對檔案進行查詢和加工制表,目前廣泛用於計畫統計、企業管理及圖書情報檢索等部門。

電子數據處理機的標準外掛程式

門電路外掛程式板

它有6種類型：即M₁、M₂、M₃、M₄、M₅、M_6。

圖1

M_1：此板上有15個與非門。

為了邏輯上的需要,與非門的輸入端,分為1個輸入,2個輸入,3個輸入,4個輸入及5個輸入端的類型,其符號如圖1所示。

這些符號所表示的意義如下：

1、靠方框圖上下的數字碼是積體電路片子的管腳引線號。

2、靠方框圖外層的字母及數字角注是標準外掛程式板插頭編號

a₉表示外掛程式板A面第9個插頭。

b₁表示外掛程式板B面第1個插頭。

91表示外掛程式板上觀測孔的編號。

b₁端線上有數字3、4、5、6表示管腳3、4、5、6號引線並聯同b₁線焊接在一起,兩個數字號的表示兩引線並在一起同板子上線號焊在一起。

M₂：一塊板上是由8組與或非門及四個反相器組成現將其中的每一組與或非門的邏輯框圖展示出，如圖2所示。

圖2

M₃：是4331的與或非門,每塊板上共五組。

所謂4331是指各個擴展器及單與非門的輸入端數如圖3所示。圖3中是三組或擴展器及一個單與非門組成。代號4331的讀法是由右往左讀。圖3中與非門同擴展器聯線上的數字表示實際線路的端子號。這種圖不是邏輯符號圖,切勿同與擴展器邏輯符號相混淆。

圖3

M₄：有6組2222與或非門。

M₅：有1223,334,332及33各一組；32兩組。

M₆：有與非門19個。

反相器外掛程式板

反相器外掛程式板有三種,即F型,J型和G型板

圖4

F：有28個反相器。

J：有19個反相器,它不僅能做反相器用,還能夠做終端匹配接收門用,如圖4所示。

圖4中左邊的形式是終端用的線路,平時代碼線上無信號時，A點為3.5伏左右,所以P點經常是低電位,表明代碼匯流排上無輸入信號。如果當作反相器用,則可將兩個電阻去掉就可以了。

G：是始端匹配門,它分G₁及G₂兩種,G₁是一個輸入端,G2是兩個輸入端,如圖5（a）所示。若將電阻去掉並將去掉電阻的兩端用短路線聯上就成為反相器。

圖5

G₁及G₂板上都有19匹配門,它同J板是聯合使用，圖5中（b）就是代碼傳輸上具體使用方式。

當代碼線左端無傳輸信號時，則右端A點為3.5伏電位,使得P點為低的電位,封鎖了此接收門。

當代碼線上G₁左端有正電位的傳輸信號時,在代碼線上得到負脈衝形式的傳輸信號,由於有負脈衝則A點電位將有新的變化,此時A的電位是低的電位,故J的P點得到正脈衝,表明代碼線有信號傳送過來。

在代碼線上傳送的信號有電位和脈衝兩種形式。

電位信號高的3.5伏低的為0.3伏;脈衝寬度為210毫微秒。

功率門Z1、Z2、Z3及Z4

以單門為多，也有雙門線路，它的功用主要是扇出係數大，在機器中作為驅動指示燈及地址解碼等用途。

觸發器外掛程式

它有C₁~C₆類型的六種板子。

C1：它和觸發器原理是一樣的，為了線路功能的擴大，所以在它的輸入端增加了一組222的擴展器，並在輸出端加一級反相器，如圖6所示C₁的實用路線的符號。

圖6

這種線路特點是有清0用的置0端,但無專用的置1端,因此在使用時要注意這一點,(運控的節拍脈衝P的產生線路中將遇到這個問題)每一塊上有3組D觸發器,還附有3個與非門。

C₁—Z：這種板和C₁一樣,只是反相器F₈及F₁₅改用功率門,功率門是用功率管的與非門組成。

C₂：這種觸發器是R-S型的,它用於單邊接收信息用。

C₅和C₆同此圖相差不多,只是用單門和雙門之別。

C₃：由2個D觸發器組成2位快速計數器,同時也兼暫存器。

C₄：它有置0專用端和置1專用端。

解碼器

此處介紹的是操作解碼器,也就是根據指令操作碼給出的數字,通過此解碼器而譯出運算操作的控制電位信號來。因為操作碼是由6位組成的,根據解碼原理得知：解碼器有6個輸入端時，則解碼器一定是有64條輸出線。